MICP对钙质砂单颗粒的破碎行为影响研究

摘要

作为一种特殊的岩土介质材料,钙质砂具有在低压下易破碎的性质.微生物诱导方解石沉淀(MICP)技术得到了广泛的关注和认可,可用来改善钙质砂的破碎特性.文章从室内试验和离散元模拟两个角度分别对钙质砂颗粒MICP固化前后进行单颗粒压碎试验,通过Weibull分布和SEM扫描等探究了MICP对钙质砂颗粒破碎行为的影响.结果表明:离散元模拟得到的生存概率曲线及Weibull模量m值与试验结果均吻合较好,验证了该数值模型的有效性.与室内试验相比,数值模拟可以精确地反映颗粒的裂纹分布及破碎过程,且可以研究同一颗粒MICP固化前后的情形,弥补了室内实验的不足,但其取决于模型参数的选取;经过MICP固化后的钙质砂颗粒表面有明显的方解石结晶生成,颗粒表面及内孔隙分别得到一定程度的包裹和填充,导致颗粒破碎强度有明显的增强且离散性大大降低,破碎模式由"多峰型"向"单峰型"转变,局部裂纹减少,多以表面磨损和直接产生贯穿裂纹为主.